1、第三章机械波经典题型检测卷-高中物理人教版选择性必修第一册一、单选题1关于振动和波的关系，下列说法正确的是（）A有机械波必有振动B有机械振动必有波C离波源远的质点振动周期长D波源停止振动时，介质中的波动立即停止2已知手机单装天线的长度为载波波长的四分之一时，其感应电动势在天线中将达到最大值。如果某型号的华为手机接收信号的载波频率为，那么这种型号的手机天线的理论长度为多少（）A8.3cmB3.3cmC4.4cmD9.0cm3P、Q、M是某弹性绳上的三个质点，沿绳建立x坐标轴。一简谐横波正在沿x轴的正方向传播，振源的周期为。在时刻波刚好传到处，波形如图所示，则下列说法正确的是（）A波源起振方向沿y
2、轴正方向B时质点M处于波峰C至的时间内质点Q通过的路程为D该波的传播速度为4图甲为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图乙为介质中平衡位置在x=0.5m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x=1m的质点。下列说法正确的是（）A波速为0.4m/sB波的传播方向沿x轴负方向C02s时间内，P运动的路程为8cmD当t=7s时，P恰好经平衡位置向+y方向运动5如图甲所示，沿波的传播方向上有间距均为0.1m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置。t=0时刻振源a从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动，其振动图像如图乙所示，形成的简谐横波以0.1m/s的速度水平向右传播，则下列说法正确的是（）
3、A04s时间内质点b运动路程为6cmB45s时间内质点c的加速度在减小C6s时质点e的振动方向沿y轴正方向D质点d起振后的运动方向始终与质点b的运动方向相同6健身市场上有一种运动器材“战绳”，健身者把两根绳子一端固定在P点，用双手将两绳子的另一端握住，然后根据锻炼的需要以不同频率、不同幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来，从而达到健身的目的。某时刻，绳子形成的波形如图所示（还未传到P点），其中a、b是右手绳子上的两个点下列说法正确的是（）A如果增大抖动的频率，绳子上的波形传播到P点的时间将变短B如果改变抖动的幅度，绳子上的波形传播到P点的时间将不变C改变右手抖动绳子的频率，a、b两点的振动步调不可
4、能相反D健身者左、右两手刚抖动时的方向是相同7近期，俄罗斯在乌克兰使用了超高音速导弹“匕首”，成功破坏了在乌克兰的外国雇佣军的营地和军火库。我国成功进行了多次高超音速导弹试验，目的是保持强大的威慑能力，有效遏制战争、保护自身安全。假设频率一定的点波源随导弹以超音速做匀速直线运动，且以相等的时间间隔向各个方向同时发出声波，图中各圆形均表示点波源振动产生的波面。关于该过程，下列图中正确的是（）ABCD8气流流动的过程中都会发出噪声，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a处时，分成上下两束波，这两束声波在b处相遇时可削弱噪声，则（）A该消声器
5、在b处可削弱噪声，是因为上下两束波到达b处的波速不同B该消声器在b处可削弱噪声，是因为上下两束波在b处振幅不同C该消声器在b处削弱噪声时，上下两束波从a到b的路程差可能为D该消声器在b处削弱噪声时，上下两束波从a到b的路程差可能为二、多选题9关于振动和波的关系，下列说法正确的是（）A振动是波的成因，波是振动的传播B振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移D波源停止振动时，波立即停止传播10当人听到声音的频率越来越低时，原因可能是（）A声源和人都是静止的，声源振动的频率越来越低B人静止，声源远离人做匀速直线运动，声源振动的频率不变
6、C人静止，声源远离人做匀加速直线运动，声源振动的频率不变D人静止，声源远离人做匀减速直线运动，声源振动的频率不变11如图，一列沿轴正方向传播的简谐横波，振幅为，波速为，在波的传播方向上两质点、其平衡位置相距（小于一个波长），当质点在波峰位置时，质点在轴下方与轴相距的位置，则（）A此波的周期可能为B此波的周期可能为C若此波波长为，则经过，点在波谷D若此波波长为，则经过，点在波峰12如图所示，、是弦线两端的两个波源，它们的振动周期都为，振幅都为。某时刻发出的波恰好传到，发出的波恰好传到，且，图中只画出了此时刻两列波在、之间部分的叠加波形，、间和、间波形没有画出，下列说法正确的是（）A、三点都是振动
7、减弱点B、是振动减弱点，是振动加强点，其振幅为C再经过，、间的波形是一条直线D再经过，、间的波形仍为图示波形三、实验题13在日常生活中经常需要精确测量密闭容器内液体的体积，某研究小组做了如下研究：如图所示，实验使用的长方体容器内部的底面积为，高为。在容器顶部镶嵌一个利用超声波测距离的传感器，该传感器测量时，默认超声波在空气中的传播速度为。(1)若传感器竖直向下发出超声波与接收到反射波的时间间隔为，可知容器内液面到顶部的距离为 ，容器内液体的体积为 ；(2)研究小组在实验中发现，传感器测
8、量液面距顶部的高度与实际高度存在偏差，通过查资料发现超声波在空气中的传播速度与温度有关，并获得下表中的数据。温度5203550超声波速度324333342351360根据表中的数据可以判断，在环境温度为时超声波速度 ，若传感器测得液面距顶部的高度为，则实际液面距顶部的高度为 。（结果保留三位有效数字）四、解答题14如图所示，是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。已知t=0时，质点1开始向上运动，
9、t=时，1到达最上方，5开始向上运动问：（1）t=时，质点6、10、14的运动状态（是否运动、运动方向）如何；（2）t=时，质点6、10、14的运动状态如何。15如图所示，实线表示一列横波在某时刻的波形图，虚线是经过0.2 s时的波形图。（1）若波向左传播，求它在这段时间内传播的距离；（2）若波向右传播，求它的最大周期；（3）若波的传播速度为115 m/s，试判断波的传播方向。16一列简谐横波在x轴上传播，图甲和图乙分别为x轴上距离为的a、b两质点的振动图像。试求出这列波的波长与波速。17水波是常见的机械波，水面上水波的速度跟水深度有关，其关系式为，式中h为水的深度，g为重力加速度。如图甲所示
10、是某水域的剖面图，两部分深度不同，图乙是从上往下俯视点O处于两部分水面分界线上方，M和N分别处在A和B两区域水面上的两点。时刻O点从平衡位置向上振动，形成以O点为波源向左和向右传播的水波（可看作是简谐横波）。时，O点第二次到达波峰，此时M点第一次到达波峰。已知B区域水波振幅为，水深为，间距离为，间距离为，求：(1)A区域的水深；(2)N点在时的振动方向及它在至时间内通过的路程。参考答案：1A【详解】A B机械波是机械振动在介质中的传播，其形成条件必须是波源即机械振动与介质同时满足；有机械波必有振动，但有振动如果没有介质，则没有波，故B错误，A正确；C介质中的各点在波源的作用下做受迫振动，其频率
11、与波源振动频率相同，不管离波源远近如何，其振动周期都与波源的振动周期相同，故C错误；D如果振源停止振动，依据波形成原理，质点间依次带动，则在介质中传播的波动不会立即停止，故D错误。故选A。2A【详解】手机接收信号的载波波长手机天线的理论长度故选A。3B【详解】A波沿x轴正方向传播，在0时刻质点P振动方向向下，则波源的起振方向沿y轴负方向，A错误；BD该波的传播速度为则波传播到M所需时间为再经过0.3s，即再经过个周期，质点M处于波峰，B正确，D错误；C波传播到Q所需时间为则从0s至0.4s，质点Q将振动个周期，通过的路程为3个振幅，为1.2m，C错误。故选B。4C【详解】A波速为选项A错误；B
12、由平衡位置在x=0.5m处的质点的振动图像可知，在t=2s时该质点向下振动，结合波形图可知，波的传播方向沿x轴正方向，选项B错误；C02s时间内，质点P振动半个周期，从波谷到波峰，则运动的路程为2A=8cm，选项C正确；D当t=7s时，即从图示位置再振动 ，则P恰好经平衡位置向-y方向运动，选项D错误。故选C。5A【详解】A由乙图知，波的传播周期为4s，根据x=vt得振动形式传播到b点需时1s，所以在04s内b质点振动3s，运动路程为3A=6cm故A正确；B同理可知在第2s末质点c开始振动，起振的方向与质点a开始振动的方向相同，在45s时间内质点c从平衡位置向负向最大位移处，加速度增大，所以B
13、错误； C4s末质点e开始振动，第6s末到达平衡位置向下振动，振动方向沿y轴负方向，故C错误；D由图知，质点b、d相距半个波长，振动方向始终相反，所以D错误。故选A。6B【详解】AB波的传播速度由介质决定，介质不变，波速不变，如果增大抖动的频率或者改变抖动的幅度，绳子上的波形传播到P点的时间不变，A错误，B正确；C改变右手抖动绳子的频率，因波速不变，由v=f可知波长改变，a、b两点间可能出现半个完整的波形，则a、b两点的振动步调相反，C错误；D质点的起振方向与波源起振方向相同，由上下坡法可知健身者右手刚抖动时的方向是向上，左手是向下的，选D错误。故选B。7D【详解】A表示波源静止，波面以声波的
14、速度向外传播，A不符合题意；B表示波面以声波的速度向外传播，波源向右运动的速度小于声波的速度，B不符合题意；C表示波面以声波的速度向外传播，波源向右运动的速度等于声波的速度，C不符合题意；D表示波面以声波的速度向外传播，波源向右运动的速度大于声波的速度，D符合题意。故选D。8D【详解】A在同一介质中，波速相等，故A错误；B声波在处分成上下两列波，即成为两列相干声波，两列波的频率振幅相等，故B错误；CD声波在a处时分成上下两列波，两列波的频率相同，经过不同的波程在b处相遇，若波程差满足半波长的奇数倍，即即可在b处削弱噪声，故D正确，C错误。故选D。9AB【详解】AB组成介质的质点之间有相互作用，
15、一个质点的振动会引起相邻质点的振动，这种振动在介质中传播，便形成了波，故AB正确；C波在传播过程中，介质中的质点是在平衡位置附近振动，不会随波一起迁移，故C错误；D沿介质传播行进的波独立于波源，即已经形成的波跟波源无关，在波源停止振动时波仍将继续向外传播而不会停止，故D错误。故选AB。10AC【详解】A声源和人都是静止的，声源振动的频率越来越低，则人听到声音的频率越来越低，故A正确；C声源振动的频率不变，声源远离人做加速运动，听到声音的频率越来越低，故C正确；B人静止，声源远离人做匀速直线运动时，听到声音的频率低于声源的频率，但大小保持不变，故B错误；D人静止，声源远离人做匀减速直线运动时，听
16、到声音的频率从低于声源频率开始均匀变大，最后等于声源频率，故D错误。故选AC。11ACD【详解】AB根据题意，有两种情况。第1种情况，波的图像如图1所示，从图像得所以波长根据得故A正确；第2种情况：波的图像如图2所示，从图像得所以波长根据得故B错误；CD若该长是，经过波的图像如图3所示，从图像知，在波谷，故C正确；若波长是，经过波的图象如图4所示，从图像知，在波峰故D正确。故选ACD。12AC【详解】AB由题图看出，两列波同时开始传播，由波形可知，开始振动方向向下，开始振动方向向上，所以根据叠加原理可知，、三点都是振动减弱点，振幅都为零，故A正确，B错误；CD画出再经过后，两列波单独传播时的波
17、形，如图所示可知、间振动叠加后的位移都是零，叠加后、间的波形是一条直线，故C正确，D错误。故选AC。13 0.255 0.745 354 0.501【详解】(1)1超声波传到液面时的时间则距离2容器内液体的体积(2)3由题表中数据可知，温度每增加15，速度增加，则可知，温度每增加1，速度增加量所以，当温度为40时，速度4根据测量原理可知而实际液面距顶部的高度联立解得14见解析【详解】各质点在各时刻的情况，如图所示：（1）由甲图可知，t=时，质点6未达到波峰，正在向上运动，质点10、1
18、4未运动；（2）由乙图可知，t=时，质点6正在向下运动，质点10向上运动，质点14未运动。15（1）(4n3) m(n0,1,2)；（2）0.8 s；（3）沿x轴负方向传播【详解】（1）由题图可知，波长4 m，波在空间上具有周期性，向左传播的可能距离为（2）若波向右传播，传播的可能距离为由波的周期性可知，波传播x的距离需时间当n0时，周期有最大值（3）当v115 m/s时，波在0.2 s时间内传播的距离为可知波向左传播，即波沿x轴负方向传播16见解析【详解】若波由a向b传播，因为在0时刻，质点a位于平衡位置向下振动，质点b位于波峰，那么有则波长有所以该速若波由b向a传播，因为在0时刻，质点a位于平衡位置向下振动，质点b位于波峰，那么有则波长又有所以波速17(1)；(2)在平衡位置向上振动，【详解】(1)对O点的振动分析，知对M点的振动分析，知A区域水波波长为则有由代入数据求得(2)由，代入数据求得波传到N点的时间所以时N点刚好完成一个全振动，可知其在平衡位置向上振动，路程
